Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất axetaldehit

Sau khi hoàn thành đề tài này, chúng em đã thấy được vai trò và ứng dụng quan trọng của axetandehyt trong khoa học kĩ thuật và cuộc sống, hiểu rõ hơn về các phương pháp sản xuất axetandehyt, cũng như cách lựa chọn nguồn nguyên liệu và hướng sản xuất sao cho phù hợp với đặc điểm của từng vùng khác nhau, biết cách cải tiến dây chuyền sản xuất, nâng cao hiệu quả, năng xuất quá trình. Qua quá trình làm đề tài này chúng em đã thu được những kiến thức vô cùng bổ ích, chúng em được ôn lại các kiến thức cơ sở của các môn học như: hóa học hữu cơ, quá trình thiết bị trong hóa chất,.. biết được cách tra, tìm tài liệu nước ngoài, nâng cao kiến thức tiếng Anh chuyên ngành, biết cách làm việc nhóm.

Công nghệ tổng hợp hữu cơ

Giới thiệu về axetaldehit

• 1 Cấu tạo

• CTPT : CH3CHO

• CTCT :

Giới thiệu về axetaldehit

2 Lý tính

Khối lượng phân tử 44.05 g/mol

Khối lượng riêng 0.788 g.cm -1

Giới thiệu về axetaldehit

Giới thiệu về axetaldehit

• Phản ứng đặc trưng : cộng nucleophil A N

CH3CHO + H2  CH 3 CH2OH

CH3CHO + HCN  CH 3 C(CN)OH

CH3CHO + ROH  CH 3 CH(OH)OR

CH3CHO + ROH  CH 3 CH(OR)OR

• Phản ứng thay thế nguyên tử O của nhóm cacbonyl

CH3CHO + H2N-OH  CH 3 C=N-OH + H2O

CH3CHO + H2N-NH2  CH 3 C=N-NH2 + H2O

CH3CHO + H2N-NHC6H5  CH 3 C=N- NHC6H5 + H2O

Giới thiệu về axetaldehit

• Phản ứng thay thế nguyên tử H α linh động của nguyên tử C α.

CH3CHO + CH3CHO  CH 3 –CH(OH)-CH2-CHO

• Phản ứng oxi hóa  axit

CH3CHO + 2AgNO3 + NH3 + H2O  CH3COONH4+NH4NO3 + 2Ag

Giới thiệu về axetaldehit

4 Ứng dụng

• Axetandehyt có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ, khoảng 90% lượng axetandehyt được sản xuất ra trên thế giới dược sử dụng trong các nhà máy với vai trò là hợp chất trung gian để tạo ra các sản phẩm khác có ứng dụng trong thực tế

Giới thiệu về axetaldehit

5 Chỉ tiêu chất lượng

color Practically colorless

acetaldehyde More than 99.5 wt %

Acid ( as acetic acid ) Less than o.1 wt %

water Less than 0.02 wt %

chlorine Less than 30 mg/kg

Dry residue Less than 10 mg/kg

Giới thiệu về axetaldehit

6 Phương pháp tồn trữ và bảo quản

• Axetandehit rất dễ bắt cháy nên cần phải được tồn

chứa ở những nơi thoáng mát, khô ráo

• Bồn bể sử dụng để tồn chứa axetandehit phải được bịt kín và phải làm từ các hợp kim không có chứa các

kim loại như đồng, magie, bạc, thủy ngân và các oxit của chúng

• Các bể chứa axetandehit phải được đặt riêng biệt so với các dung dịch khác như dung dịch kiềm, axit,

halogenua, rượu, amoniac, amin, ketone, H2S, HCN, anhidrit axit, phenol, các chất oxi hóa, và các nguồn nhiệt

Giới thiệu về axetaldehit

Các bồn bể chứa phải được nối với hệ thống làm mát để đảm bảo nhiệt độ axetandehit bên trong không quá 15 ◦ C Có thể sử dụng các loại khí trơ để bảo quản tồn chứa axetandehit

• Nguồn điện được sử dụng trong khu tồn chứa cũng phải được cách ly hoàn toàn.

• Để tránh sự tiếp xúc với tia lửa điện, trong quá trình tồn chứa và vận chuyển axetandehit phải nối đất các thiết bị và đảm bảo an toàn 1 cách tuyệt đối

• Các bồn bể sau khi sử dụng cần phải được xử lý cẩn thận

Giới thiệu về axetaldehit

• Các chất dùng để chữa cháy phù hợp : vòi rồng, hóa chất khô, Co2, bọt alcohol

Giới thiệu về axetaldehit

6.MSDS của axetandehit

• Đồ bảo hộ lao động khi làm việc với tay, giày, và

quần áo phù hợp Mang theo các thiết bị y tế đề

phòng khi xảy ra sự cố axetandehit : kính bảo hộ lao động ( goggles) hoặc mũ bảo hộ nếu cần thiết, găng

• Lưu ý khi loại bỏ axetandehit : trộn lẫn với các hóa chất khó bắt cháy Các bồn bể chứa sau khi được sử dụng hết, phải được xử lý theo chỉ dẫn, không được cắt, đốt, hoặc đến gần khi chưa có biện pháp an toàn

Các phương pháp điều chế axetandehyt

1 Đi từ ethylene : đây là phương pháp sản xuất chính, bản chất là oxy hóa ethylene theo chu trình trình Wacker :

2 CH 2 =CH 2 + O 2  2 CH3CHO

2 Đi từ acetylene : hydrat hóa acetylene với xúc tác là muối thủy ngân sẽ

cho dạng enol, sau đó tautome hóa sẽ được axetandehyt Đây là con

đường sản xuất chính trước khi có chu trình Wacker.

HC = CH + H 2 O  CH 3 CHO

3 Đi từ ethanol : theo 2 hướng

• Oxy hóa rượu ethanol: xúc tác là Ag

CH 3 CH 2 OH + ½ O 2  CH 3 CHO + H 2 O, ΔH = 242 kJ / mol

• Khử hidro của ethanol: xúc tác là Cu-Co-Cr2O 3 , nhiệt độ: 280-350 o C

C 2 H 5 OH  CH 3 CHO + H 2

Các phương pháp điều chế axetandehyt

4 Từ tổng hợp khí:

• Quá trình xúc tác rhodium khả năng chuyển đổi tổng hợp

khí đốt trực tiếp vào axetandehyt trong một bước duy nhất

đã được báo cáo vào năm 1974

CO + H2  CH 3 CHO + các sản phẩm khác

5 Các phương pháp khác:

• Đi từ metanol, metyl acetat hoặc anhidrit axetic

• Sản xuất axetandehyt thông qua vinyl ete

• Quá trình sản xuất axetandehyt thông qua etyliden diacetat

• Sản xuất axetandehyt đi từ hidrocacbon no

Giới thiệu về etylene

• CTPT: C2H4

• CTCT:

Giới thiệu về etylene

2 Lý tính

màu, độ hòa tan trong nước 3,5 mg/100 ml

sôI -103,7 ° C.

• Trong không khí etylen cháy với ngọn lửa sáng

Giới thiệu về etylene

Giới thiệu về etylene

Giới thiệu về etylene

4 Bảo quản và tồn chứa.

• Tồn chứa và sử dụng etylen ở khu vực xa các nguồn nhiệt

• Sử dụng các thiết bị điện chống cháy nổ ( thông gió, chiếu sáng, thiết bị xử lý)

• Các bồn bể chứa sau khi sử dụng có thể vẫn còn dư hóa chất nên cần phải xử lý đặc biệt

• Tồn chứa etylen theo quy định của từng khu vực.

• Khu vực lưu chứa etylen phải nằm tách biệt,thoáng mát, khô ráo, cách xa các loại vật liệu không tương thích như các hợp chất có tính oxi hóa

• Nhiệt độ của bồn bể không được vượt quá 52 độ C

Giới thiệu về etylene

5 MSDS của etylen

• Khí dễ bắt cháy loại 1, độc tính loại 3.

• Có thể tạo thành hỗn hợp nổ với không khí, có thể nổ nếu bị nén và đốt, có thể gây nên hiện tượng bỏng lạnh ( frostbite ), có thể chiếm chỗ oxy và gây ngạt thở nhanh

• Người tham gia công tác chữa cháy cần phải được trang

bị các thiết bị bảo hộ và trang bị theo quy định.

• Khu vực xảy ra cháy cần phải được sơ tán, cách ly với khu vực đông dân cư.

Công nghệ sản xuất axetandehyt từ etylen

Công nghệ sản xuất axetandehyt từ etylen

• 4 Cơ chế phản ứng

- 

Công nghệ sản xuất axetandehyt từ etylen

1 Công nghệ một cấp.

Công nghệ sản xuất axetandehyt từ etylen

2 Công nghệ hai cấp

Công nghệ sản xuất axetandehyt từ etylen

3 So sánh hai công nghệ

• Trong cả hai công nghệ 1 cấp và 2 cấp axetandehyt thu được

phẩm phụ chiếm ~ 4%.

• Giá thành sản phẩm của hai công nghệ gần như ngang nhau Cả hai công nghệ đều tạo sản phẩm phụ là etyclorua (tạo thành khi

axetandehyt bị oxi hóa).

• Nói chung việc lựa chọn phương pháp nào là do yếu tố nguyên liệu và lượng oxi có nhiều hay ít và giá thành có phù hợp hay không.

• Trong công nghệ một cấp đòi hỏi nguyên liệu có độ sạch cao hơn, còn trong công nghệ 2 cấp không khí được thay thế oxi cho nên etylen không đòi hỏi độ sạch cao

Kết Luận

• Sau khi hoàn thành đề tài này, chúng em đã thấy được vai trò và

ứng dụng quan trọng của axetandehyt trong khoa học kĩ thuật

và cuộc sống, hiểu rõ hơn về các phương pháp sản xuất axetandehyt, cũng như cách lựa chọn nguồn nguyên liệu và hướng sản xuất sao cho phù hợp với đặc điểm của từng vùng khác nhau, biết cách cải tiến dây chuyền sản xuất, nâng cao hiệu quả, năng xuất quá trình.

• Qua quá trình làm đề tài này chúng em đã thu được những kiến thức vô cùng bổ ích, chúng em được ôn lại các kiến thức cơ sở của các môn học như: hóa học hữu cơ, quá trình thiết bị trong hóa chất, biết được cách tra, tìm tài liệu nước ngoài, nâng cao kiến thức tiếng Anh chuyên ngành, biết cách làm việc nhóm.

Tài liệu tham khảo

1 Phạm Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên

-Công nghệ tổng hợp hữu cơ hóa dầu - nxb Khoa học kĩ thuật – 2006.

2 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry

3 Petrochemical process handbook ,2010